时效强化铝合金概述时效强化铝合金因其在强度，韧性等方面拥有良好的综合力学性能被广泛运用于航天航空和航海领域，但时效强化铝合金在生活诸多领域的应用实践中也同样接受着来自恶劣多变使用环境的考验[1]。时效强化铝合金在加工过程中因轧制、挤压不可避免的会产生较大的变形，产生较大变形后的铝合金在抗腐蚀性能方面会发生如何的改变，其使用寿命是否会随之降低？很多问题依然亟待解决。关于大变形下时效铝合金剥落腐蚀的研究兴起与上世纪29年代，到目前为止，人们对于铝合金剥蚀的机理已经有了较为深刻的了解。就大变形下铝合金剥落腐蚀发生的最本质的原因，大家仍然是众说纷纭，没有一个较为统一的结果。但是可以从近几十年的研究成果中可以明晰的看出，强烈的塑性变形和时效热处理让铝合金内部组织和相的形态、成分的改变是造成铝合金剥落腐蚀的最为主要的原因。67156

2时效强化对铝合金基体成分及组织形态的影响

时效即经淬火后的铝合金强度、硬度随时间延长而发生显着提高的现象，也称铝合金的时效硬化。这是强化铝合金的重要手段之一。

由定义可知，淬火是铝合金时效强化的首要前提，获得饱和单相组织。快冷淬火获得的固溶体，包含过饱和的溶质原子和空位(晶体点缺陷)，即处于双重过饱和状态。例如Al -4%Cu合金，固溶处理后，过饱和α固溶体的化学成分就是合金的化学成分，即固溶体中钢含量为4%。由Al-Cu 相图可知，在室温平衡态下，α固溶体的含铜量仅为0.5%，故3.5%Cu过饱和固溶于α相中。当温度接近纯铝熔点时，空位浓度接近10-3数量级，而在常温下，空位浓度为10-11数量级，二者相差10-8级。经研究可知；若想使时效后产生的时效强化效果越显著就应该提高铝合金的固溶温度，使处理后的过饱和程度越大。时效导致的溶质原子和空位的过饱和极大的改变了铝合金基体内部的成分分布。由于铝和铜本身便存在着较大的电势差异，这样的成分分布的变化将使得铝合金在潮湿等环境下更易发生腐蚀。

在室温或某一温度下放置时，固溶处理后的铝铜合金便会发生时效过程。此过程实质上是第二相Al2Cu从过饱和固溶体中沉淀的过程。这种过程是通过成型和长大进 

行的，是一种扩散型的固态相变。它依下列顺序进行：过饱和α区→G.P区→θ''相→θ'相→θ相

G.P区指富溶质原子区，对2519A铝合金而言，就是富铜区。200℃不再生成G.P 区。室温时效的G.P区很小，直径约50A，密度为1014-1015/mm3，G.P区之间的距离为20-40µm。130℃时效15h后，G.P 区直径长大到90 µm，厚为4-6µm。随着温度的升高，G.P区数目逐渐减少。它可以在晶面处引起弹性应变。在θ''过渡相附近造成的弹性共格应力场或点阵畸变区都比G.P区产生的应力场大，所以θ''相产生的时效强化效果大于G.P区的强化作用。所以时效强化的铝合金内部由于晶体出现的大量的共格关系不可避免的产生极大的应力场。若腐蚀裂纹的尖端发生在应力集中处，那么腐蚀裂纹在应力的作用下回迅速的发生扩展，如果众多裂纹相互连接将会使得铝合金基体产生剥落。

3 时效强化铝合金的剥蚀机理

剥蚀在铝合金中十分常见，极大的损害了铝合金强度，塑性等性能，缩短了铝合金的使用寿命。剥蚀常发生在2××××系和7××××系高强铝合金板材和挤压材料中[2]。对于这方面的研究，许多国内外学者认为，铝合金产生剥落腐蚀的两个必要条件是高度定向的纤维组织和适宜的腐蚀介质。Robinson等人则认为：拉长的晶粒和晶界点偶腐蚀造成的腐蚀通道导致了铝合金的剥落腐蚀[3-6]。此外腐蚀产物产生的外推力也对铝合金的剥落腐蚀有非常大的影响。而外推力同晶粒形状有关，晶粒被拉的越长所产生的外推力也越大。因为剥蚀遵从应力腐蚀机理，裂纹尖端因为腐蚀产物楔入力产生了拉应力集中，使剥蚀以SCC机理扩展。所以只要裂纹尖端的拉应力存在，剥蚀就会一直持续下去[7-9]。一些学者在其文献中也提到，剥蚀与晶间腐蚀也有一定的联系，其中Ketcham[4]在其文献中这样说到：剥落腐蚀同铝合金的晶间腐蚀敏感性有关。时效处理会在铝合金中产生沿晶界的有选择性的阳极通道，当晶间腐蚀发生在扁平的，平行于表面晶粒的、有高度方向性的组织中行时，所消耗的金属的体积小于不容性腐蚀产物的体积，从而产生“楔入效应”[1]，撑起上面的金属，造成铝合金的分层剥落。有研究[10]表明测量的条件下，7×××系铝合金的剥落腐蚀产生于两种机制：论文网 时效强化铝合金使用及研究现状:http://www.751com.cn/yanjiu/lunwen_75254.html